Воздействие витамина Д на гены и его влияние на метаболизм и иммунитет 

Витамин D обладает плейотропным физиологическим действием, включая регуляцию иммунной системы, в дополнение к его классической роли в гомеостазе кальция. 1,25-дигидроксивитамин D (1,25D) по своему строению напоминает гормон. Он передает сигналы через ядерный рецептор витамина D. В организме витамин D связывается с белком-рецептором VDR и в таком виде доставляется в клетки.

Наблюдения на людях и мышах

Чтобы понять механизм передачи сигналов витамина D, учёные проанализировали исходные данные из 94 профилей экспрессии (80 человек, 14 мышей) генов, регулируемых 1,25D или его аналогами. Это позволило идентифицировать несколько тысяч разных генов, прямо или косвенно повышающих или понижающих регуляцию в клетках человека. 

Имело место совпадение биологических процессов у человека и мыши, но у каждого вида их регулировали разные гены.

Исследование подтвердило роль 1,25D в иммунном гомеостазе в нескольких типах клеток человека и выявило новые и специфичные для клеток роли витамина D во врожденном иммунитете. 

Эффекты витамина D на иммунитет:

• клеточно-специфическая регуляция передачи сигналов рецептора распознавания NOD-подобного паттерна;
• контроль врожденных иммунных ответов; 
• усиление катаболизма аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) в моноцитарных клетках. 

Витамин 1,25D влияет на цитокиновую систему через ген CYP2781, индуцируя выделение антимикробного пептида катхелицидина (CAMP). Витамин D подавляет рост M. tuberculosis и индуцирует продукцию IL-1β  макрофагами. Эти реакции имеют место у человека и приматов, но отсутствуют у мышей.

На мышиных моделях был отмечен моделирующий эффект витамина D на аллергию и следующие аутоиммунные процессы:

• болезнь Крона;
• рассеянный склероз;
• аутоиммунный энцефаломиелит;
• диабет;
• системная красная волчанка;
• ревматоидный артрит;
• бронхиальная астма.

Результаты исследования

Витамин Д воздействует на экспрессию генов, расположенных в моноцитах, гранулоцитах, эпителиальных клетках молочной железы, простаты и др. Экспрессия генов контролирует такие фундаментальные процессы в организме, как рост, пролиферация, внутриклеточная сигнализация, экстрацеллюлярная адгезия.

В частности, витамин D влияет на активацию, миграцию и хемотаксис гранулоцитов. К экстрацеллюлярным эффектам витамина D относятся регуляция продукции цитокинов и адгезия. Также витамин D регулирует иммунные эффекты, например, формирование иммунного ответа на патоген и регуляция активности T-клеток.